| 研究課題/領域番号 |
22K07080
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49050:細菌学関連
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| 研究機関 | 岡山理科大学 |
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研究代表者 |
松永 望 岡山理科大学, 理学部, 講師 (30780142)
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| 研究分担者 |
片山 誠一 岡山理科大学, 理学部, 教授 (70169473)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 宿主細菌相互関係 / フィブロネクチン / デルマトポンチン / フィブロネクチン結合タンパク質 / 創傷治癒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
創感染は病原細菌が宿主組織へ付着し、創傷の治癒は著しく遅延する。創感染を引き起こすウェルシュ菌は複数のフィブロネクチン結合タンパク質(Fbps)により、宿主細胞外マトリックスタンパク質の一つであるフィブロネクチン(Fn)に結合する。
一方、創傷の治癒過程においてFnの線維化は重要であり、その促進因子としてデルマトポンチン(DPT)が知られている。
本研究は遺伝子組換え体FbpsやFbps欠損株等を用いてDPTによるFn線維化促進に対する作用や三次元皮膚培養モデルにおける創傷治癒過程に及ぼす影響を調べ、その作用メカニズムについて解析する。
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| 研究実績の概要 |
宿主組織に対する病原細菌の付着因子は感染症成立のため重要である。付着因子の一つにフィブロネクチン(Fn)結合タンパク質(Fbps)が知られている。近年、Fbpsは付着能以外にも、バイオフィルム形成や宿主組織・細胞内への侵入などの別の機能を有することが明らかとなっている。
ウェルシュ菌は十数種類の毒素を産生し、創感染により不可逆的な組織破壊をもたらすガス壊疽を引き起こす。申請者らはFnが本菌と宿主コラーゲンとの結合に関与していることを見出し、本菌のFbps (FbpA-FbpD)を特定した。また、その他菌体外に表出しているautolysin(Acp)やglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)もFnとの結合に関与していることを見出した。
その後、FbpA・FbpBは細胞質に存在し、FbpC・FbpDは菌体外に表出していることが分かった。さらにFbpA・FbpBはFnと結合するよりも生体内でFn線維化を促進するデルマトポンチン(DPT)に強固に結合し、そのはたらきを抑制していることがわかった。Fn線維化は初期創傷治癒過程において重要であるため、FbpA・FbpBは宿主の創傷治癒過程を遅延させ、本菌の感染拡大に貢献している可能性がある。
そこでDPTのFbpA・FbpB結合サイトの特定を目指し、Fn線維化に関わる領域であるDP-4との結合能を調べたところ、FbpA・FbpBともにDP-4に強く結合していることが明らかとなった。また、菌体外に表出しているFbpC、FbpD、AcpのFn結合に対する貢献度を調べるため、これらの遺伝子を欠損させた株を作製し、Fnとの結合能について検討したところ、fbpC・fbpD欠損株については野生株とほぼ同程度の結合能を有していること、acp欠損株では野生株と比べ、その結合能力が有意に低下した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
遺伝子欠損株を用いた実験にてFbpCまたはFbpDよりもAcpが宿主Fnと結合する可能性が高いことが明らかとなった。しかし、GAPDHにおいては未だ欠損株の作製できていないため、菌体表層上のGAPDHのFnへの接着の貢献度については不明なままである。
また、FbpAおよびFbpBがDPTの中のDP-4と結合していることは明らかとなった。しかし、DP-4以外のDPTの領域との結合性については検討中である。さらにFbpAおよびFbpBのDPTへの結合サイトの特定については進んでいない。DPT誘発Fn線維化に対するFbpC、FbpD、GAPDH、およびAcpの影響については進んでいない。したがってやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
GAPDH欠損株の作製が想定していたよりも困難なであり、現状作製できていない。そこで、抗GAPDH抗体(ポリクローナル抗体)を菌体に感作させた株を用いてコラーゲン-Fnに対する作用を野生株と比較させ、GAPDHのFn接着における貢献度について検討する。
FbpAおよびFbpBがDPTのどの領域に結合することで、FbpA・FbpBによるDPT誘発Fn線維化を抑制しているかについて、継続して研究を進めていく。次にFbpAおよびFbpBのどの領域がDPTと結合するかについても検討する。
DPT誘発Fn線維化抑制に対する組換え体FbpC、FbpD、Acp、GAPDHの影響についても調べていく。
また、DPTによる創傷治癒作用について血管内皮細胞、三次元皮膚モデル細胞を用いて検討していく。もし、DPTがこれらの細胞に対し、治癒作用などが認められた場合には、FbpA・FbpBにおける影響を調べていく。
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